5G時代傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略探討

夏 斌

中國移動集團(tuán)安徽安慶移動分公司工程建設(shè)部，安徽安慶 246000

現(xiàn)有運(yùn)營商實(shí)施的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，主要是以同步數(shù)字體系SDH為基礎(chǔ)，著重強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的QOS技術(shù)，采用的主要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方式就是煙囪式的縱向架構(gòu)，缺乏一定的開放性與擴(kuò)展性，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和建設(shè)的成本較高，工期較長，無法很好地滿足運(yùn)營要求[1]。

1 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的研究愈加深入，這就需要改造升級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成全新的5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而該技術(shù)在未來發(fā)展中會更加完善，發(fā)展前景也愈加廣泛。對于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，其能很好地保留相關(guān)信息與數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的高效率及靈活性，減少能量損害，增強(qiáng)服務(wù)的人性化、智能化，提高信息傳遞的質(zhì)量與速度，極大便利人們的生產(chǎn)生活。

2 兩種傳輸技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)劣分析

2.1 IPRAN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.1.1 特點(diǎn)

IPRAN技術(shù)最初是由IETF提出，在標(biāo)準(zhǔn)文檔信息方面十分完備，以交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)得以發(fā)展，很多都是通過改進(jìn)傳統(tǒng)的交換機(jī)或路由器而形成，互通能力極強(qiáng)。在QOS保障方面，IP只能盡可能爭取，而IPRAN為保障其內(nèi)部的QOS，利用Diff-Serv技術(shù)組建具體的網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的Int-Serv有所不同，Diff-Serv主要是將資源預(yù)留協(xié)議作為協(xié)議機(jī)制，在各個路由器中適當(dāng)預(yù)留所需的資源，尤其是處理的QOS數(shù)據(jù)流，以便順利對接端口到端口QSS業(yè)務(wù)。這兩項技術(shù)的根本差異在于：不是以每項業(yè)務(wù)為依據(jù)，將網(wǎng)絡(luò)資源配置預(yù)留在相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上，而是自動劃分要求相似的業(yè)務(wù)組，使其成為一種類型，以每種類型為單位來保障QSS。與Int-Serv相比，Diff-Serv的優(yōu)勢之一就是能規(guī)避因改變軟狀態(tài)周期而加重網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)損耗的情況，減少對信用指令的依賴性。另外，Diff-Serv不需絕對的端口對接QOS保障，在龐大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中利用化整為零的方式進(jìn)行管理，最終實(shí)現(xiàn)對用戶接口QOS的保障。

2.1.2 優(yōu)劣分析

IPRAN具有較強(qiáng)的適配能力，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與扁平化的發(fā)展趨勢相符，而其劣勢表現(xiàn)為QOS明顯不如PTN，但通過Diff-Serv技術(shù)的應(yīng)用，可以很好地改善QOS性能，滿足實(shí)際運(yùn)營的需要；如果實(shí)施化整為零的分片式管理形式，能使運(yùn)營商的成本支出得以降低。該種技術(shù)目前在中國電信運(yùn)營商里得到大力推廣應(yīng)用。

2.2 PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.2.1 特點(diǎn)

我國建設(shè)的PTN大多采用OTN和PTN兩種傳輸設(shè)施，而SDH和DWDM是使用最多的兩種存量設(shè)施，其中OTN和PTN是由LTE所承擔(dān)，OTN則承擔(dān)CMNET和IP等。PTM的發(fā)展能有效彌補(bǔ)SDH的不足之處，對多種業(yè)務(wù)加以適配，加上實(shí)施IETF的部分技術(shù)，能為三層靜態(tài)路由提供強(qiáng)有力的支持，具備較強(qiáng)的尋址能力，在組網(wǎng)層面采用層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前很多LTE都是采用PTN，而在PTN網(wǎng)絡(luò)中則實(shí)施MPLS-TP，以便保護(hù)QOS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)QOS網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營效果。值得注意的是，由于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，在實(shí)際運(yùn)用中往往會出現(xiàn)一些問題，需要積極研究這些問題，保障網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際效果。通常MPLS-TP具有如下特征：① 若用MPLS取代路徑，能有效節(jié)約MPLS的信用命令，使IP的復(fù)雜功能有所減少；② 承載多種業(yè)務(wù)，以獨(dú)立行使的方式存在于控制層面、客戶層面；③ 有著極其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸功能，非常安全。

2.2.2 優(yōu)劣分析

PTN具有優(yōu)異的適配能力以及良好的QOS性能，而其劣勢則體現(xiàn)為兩點(diǎn)：①無法滿足扁平化的發(fā)展的趨勢。基站PTN設(shè)備發(fā)起路由之后，經(jīng)過本地PTN傳輸設(shè)備、核心設(shè)備、骨干設(shè)備，借助骨干PTN，進(jìn)入到LTE核心網(wǎng)絡(luò)元件，形成整體的網(wǎng)絡(luò)。但網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為自上而下的多層煙囪結(jié)構(gòu)，會出現(xiàn)過度依賴廠家、組網(wǎng)靈活性降低等現(xiàn)象。②接入層應(yīng)用的MPLS-TP技術(shù)無明顯優(yōu)勢。MPLS-TP技術(shù)是PTN技術(shù)中的核心技術(shù)，屬于一類二層隧道技術(shù)，每個LSP都對應(yīng)單條隧道。一般單個的LTE基站對應(yīng)單條LSP，在某個本地網(wǎng)絡(luò)中會出現(xiàn)大量的LTE基站對應(yīng)相應(yīng)的LSP，而這需要采用手工配置的方式，在很大程度上增加了工作量。目前中國移動集團(tuán)主要傳輸建設(shè)采用該模式。

3 5G時代傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略

3.1 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

以往的移動通信網(wǎng)基本是實(shí)施層次化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這明顯不符合IP化的發(fā)展趨勢，所以當(dāng)前的LTE網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)趨向于扁平化，有利于改進(jìn)無線空口等技術(shù)，促進(jìn)無線承載帶寬的提高。通過比較兩種主流傳輸設(shè)備，綜合考量維護(hù)成本、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展等因素，使PNT具有更強(qiáng)的生命力，實(shí)現(xiàn)扁平化的發(fā)展趨勢。一般PTN扁平化的網(wǎng)絡(luò)具有以下優(yōu)勢：①減少建設(shè)和維護(hù)的成本。對網(wǎng)絡(luò)層次予以優(yōu)化減少，能降低光纖資源的使用率，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化的目標(biāo)?，F(xiàn)階段，運(yùn)營商中光纖線路等資源建設(shè)投入成本占據(jù)較大比例，加上管線施工困難、光纜資源緊張等，在很大程度上影響著工程建設(shè)的質(zhì)量及進(jìn)度；而實(shí)施扁平化的網(wǎng)絡(luò)能很好地節(jié)省機(jī)房的資源，減少節(jié)點(diǎn)和資金投入。②避免過度依賴設(shè)備廠家。針對PTN運(yùn)營商，其從省核心層至本地網(wǎng)接入層，完整的一條路由至少包含4個層(省干、核心層、匯聚層、接入層)，每層都有不同的平面，即每層至少有兩個不同廠家提供系統(tǒng)，平面之間的系統(tǒng)相互隔離。受標(biāo)準(zhǔn)的非開放等因素制約，往往是由同一廠家提供上下兩層之間的設(shè)備，致使廠家完全壟斷運(yùn)營商傳輸網(wǎng)絡(luò)，增加運(yùn)營風(fēng)險，無法全面掌控工程的質(zhì)量及進(jìn)度。③優(yōu)化現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。通過分布實(shí)施、統(tǒng)籌規(guī)劃，嚴(yán)格按照由下向上的順序予以建設(shè)，有利于減少網(wǎng)絡(luò)層次，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。同時發(fā)揮OTN大顆粒、高帶寬承載優(yōu)勢，對OTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理布局，提前開展OTN波導(dǎo)擴(kuò)容工作，在此基礎(chǔ)上逐步優(yōu)化PTN網(wǎng)絡(luò)，以便增強(qiáng)PTN網(wǎng)絡(luò)帶寬，使PTN城域本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層次減少。④隨著物聯(lián)網(wǎng)對傳輸建設(shè)的需求，密集型波分技術(shù)及應(yīng)用和PON技術(shù)成為了目前主推傳輸技術(shù)?！靶畔⒏咚俟贰备拍畹奶岢觯瑐鬏斚到y(tǒng)的大容量、長距離研究不斷深入。密集型波分技術(shù)采用TDM法擴(kuò)大容量，碼速受到單模光纖色散因素及接收電路高頻噪聲影響限制在每秒30Gb內(nèi)。現(xiàn)如今WDM技術(shù)在4路、8路、16路方面已經(jīng)成熟，日本NEC公司通過雙學(xué)雙重二進(jìn)制調(diào)制解調(diào)技術(shù)讓單根光纖傳輸速率達(dá)到每秒2.64Tb。PON技術(shù)下，單根光纖上采用下行1490nm/上行1310nm波長組合，是實(shí)現(xiàn)FTTB/FTTH的主要技術(shù)。

3.2 加強(qiáng)技術(shù)革新

對于不同的網(wǎng)絡(luò)層次規(guī)劃，必須要全面升級相關(guān)設(shè)備的功能，具體表現(xiàn)為：①積極建設(shè)城市域網(wǎng)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)功能。運(yùn)營商現(xiàn)有的PTN設(shè)備能支持網(wǎng)絡(luò)三層功能，而其在本地網(wǎng)區(qū)域內(nèi)基本實(shí)現(xiàn)了二層功能的開發(fā)，通過將二次技術(shù)轉(zhuǎn)為三層技術(shù)，能加快升級PTN技術(shù)設(shè)備，有效滿足后期發(fā)展中的多種協(xié)議需求。②停止運(yùn)用MPIS的功能。MPIS的作用就是實(shí)現(xiàn)無連接到有連接的轉(zhuǎn)變，確保骨干網(wǎng)IP傳輸?shù)馁|(zhì)量。在這一過程中，運(yùn)營商可以有效貢獻(xiàn)資源，享受網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量；或者是有效匹配相關(guān)技術(shù)場景，以相關(guān)業(yè)務(wù)的特殊性為依據(jù)，合理規(guī)劃相應(yīng)的寬帶技術(shù)，增強(qiáng)骨干網(wǎng)的可靠性、穩(wěn)定性。③保障骨干網(wǎng)。由于5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的商用性質(zhì)，站點(diǎn)數(shù)據(jù)愈加密集，只有根據(jù)實(shí)際的技術(shù)場景，合理利用資源，才能創(chuàng)新技術(shù)，減少網(wǎng)絡(luò)方面的開銷。建設(shè)網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)實(shí)施同步的措施，有效保障本地網(wǎng)的骨干網(wǎng)；實(shí)施整個策略時，應(yīng)該規(guī)?；晟七\(yùn)營商現(xiàn)有的PTN設(shè)備，更好的優(yōu)化其功能，使其功能得以擴(kuò)充，滿足新功能的具體需要，推動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的系統(tǒng)化發(fā)展。

3.3 完善對城域網(wǎng)PTN網(wǎng)絡(luò)的QOS保障

要想為網(wǎng)絡(luò)端對端的QOS提供強(qiáng)有力的保障，必須要以本地網(wǎng)的PTN為基礎(chǔ)，同步實(shí)施QOS網(wǎng)絡(luò)，確保骨干網(wǎng)QOS的順利實(shí)施。對于本地網(wǎng)的相關(guān)設(shè)施配置而言，其具有龐大的數(shù)據(jù)，需跟隨LTE的站點(diǎn)位置，使站點(diǎn)隨移動網(wǎng)絡(luò)通信使用范圍的擴(kuò)大而擴(kuò)大，朝著密集化的方向發(fā)展。可以說，只有結(jié)合QOS技術(shù)和IP的使用場景，才能減少各項網(wǎng)絡(luò)開銷，科學(xué)利用諸多的網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)Diff-Serv技術(shù)。此外，在具體策略實(shí)施過程中，應(yīng)該綜合考量運(yùn)營商對現(xiàn)有PTN設(shè)備的使用情況，通過升級功能，統(tǒng)籌考慮新舊設(shè)備，適當(dāng)添加設(shè)施，進(jìn)而滿足新功能的實(shí)際需要，發(fā)揮出節(jié)點(diǎn)位置的作用，進(jìn)一步優(yōu)化升級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能。

4 結(jié)語

在5G時代背景下，傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和建設(shè)是信息化社會發(fā)展的必然趨勢，不僅能合理配置與高效利用網(wǎng)絡(luò)資源，還能為運(yùn)營商提供極大的經(jīng)濟(jì)和生活便利。所以在研究與應(yīng)用傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時，必須要立足實(shí)際，不斷發(fā)現(xiàn)、提出、解決問題，適當(dāng)打破網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)施之間的界限，從而加快該項技術(shù)的發(fā)展步伐。

[1] 宮平.試論5G通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)策略[J].數(shù)字通信世界，2017（4）：127，129.